203国道连续梁直线段方案.doc

哈尔滨至大连铁路客运专线沈 北 特 大 桥跨203国道连续梁直线段施工方案编 制： 审 核： 批 准： 中国建筑第六工程局哈大客运专线TJ2标段项目经理部2009年07月17日22中建六局哈大项目部 沈北特大桥跨203国道连续梁直线段施工方案 沈 北 特 大 桥跨203国道连续梁直线段施工方案一、 编制依据1、新建铁路哈尔滨至大连客运专线TJ-2承包合同、招投标文件。2、沈北特大桥实施性施工组织设计。3、无砟轨道现浇预应力混凝土连续梁（双线）通桥（2008）2368A-。4、新建时速300350公里客运专线铁路设计暂行规定（上、下）（铁建设200747号）。5、铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范。6、铁路桥涵施工规范等相关资料。二、 工程概况沈北特大桥跨203国道无碴轨道预应力混凝土连续箱梁梁跨形式为40+64+40m,地处沈阳市沈北新区新城子乡境内，上跨203国道，既有路基宽度为19m，路面宽度为15m。桥下净空大于8.0m，设计采用悬臂灌注法施工。连续梁两边墩高度分别为426#墩高度9m，直线段采用螺旋管支架施工，429#墩高度为15m，位于长河河道内，采用托架法施工。预应力混凝土40+64+40m连续梁全长145.5米，直线段长度为7.75米，梁体横截面为单箱单室、变高度、变截面结构，箱梁顶宽12 m，底宽6.7m，顶板厚度除梁端为65cm外其余均为40cm,底板厚度40cm至80cm,按直线线性变化，腹板厚为48-80cm，按折线变化。梁体混凝土强度等级为C50。直线段长度为7.75m，直线段混凝土方量为87.136m3，节段重量为226.554t；直线段混凝土标号采用C50。 三、 总体方案40+64+40m连续梁边跨直线段施工根据现场施工条件，采用两种方法施工，426#边跨直线段采用螺旋管支架法施工，429#边跨直线段地处长河河道内，不具备支架施工的条件，采用在429#墩身安装平衡托架的方法施工。1、边跨现浇段支架法施工方案40+64+40米连续梁426边跨直线段9#块节段长度为7.75米,节段体积为87.136m3,节段重量约为226.554t；根据现场桥位地基承载力,我部地基处理采用浇筑钢筋混凝土条形基础,结合边墩承台共同承受边墩直线段荷载,支架采用直径529mm的螺旋钢管,主横梁采用56c工字钢,纵梁为40b工字钢。具体40+64+40m连续梁现浇段支架体系见图11.1、边跨现浇段施工工序流程:9#块为现浇段的施工工序为:地基处理(浇筑条形基础)搭设螺旋管支架测量定位支架预压安装现浇段底模与外侧模测量定位、校模绑扎底板和腹板钢筋安装纵横向预应力管道安装竖向预应力筋安装内模模板绑扎顶板钢筋安装纵横向预应力波纹管绑扎顶板面筋与竖墙、防撞墙预埋钢筋自检后报监理验收验收合格浇筑混凝土。1.2、具体施工工艺1.2.1、模板施工底模采用复合竹胶板,具体做法是:在螺旋管支架主次横梁上铺设纵向方木,方上按设计底标高铺设桥梁用竹胶板,竹胶板的接缝填塞20mm的海绵条并夹紧以避免漏浆。侧模采用定型钢模板,竖带采用桁架加固,间距60cm,纵带采用214槽钢与内模对拉，间距150cm。1.2.3、钢筋绑扎及预应力管道安装在侧模支立完毕后,即按照图纸进行梁底和梁腹板钢筋绑扎和焊接。在腹板钢筋绑完后,焊接定位网,每50cm设一道,三维坐标控制位置，波纹管的连接一律采用外接,接头必须旋紧、顶死,再用胶带缠绕,露出端模板的波纹管5-10cm,在施工过程中注意保护,不能损坏。最后完成顶板的钢筋绑扎和预应力管道布设,预应力管道依靠钢筋定位网精确定位.后穿束的圆形预应力管道内插入直径略小于波纹管的聚乙烯塑料管,防止在砼灌注过程中漏浆,待砼浇筑完毕后将其抽出，预应力锚垫板在砼施工前需与堵头板栓接在一起,以防锚垫板倾斜。1.2.4、内模支立内模模板采用组合钢模板和木模板配套使用,组合刚模内模背肋竖向采用10#槽钢,横肋彩用214a槽钢加固,横肋间与外模横肋间距相对应,内模与外模采用直径32mm精轧螺纹钢筋拉杆固定，在倒角和拐角处采用木模支立，顶板底模采用碗扣支架支立。1.2.5、浇筑过程控制混凝土浇筑顺序如下:从墩身方向往合拢段方向浇筑,对称交替浇筑底板、横隔板、腹板混凝土,顶板较宽,顶板砼从两侧腹板及翼缘板向中间浇注。混凝土入模方式由由拌合站出料后经混凝土输送罐运到施工现场后,利用汽车泵送到工作面上；现浇段混凝土均采用插入式振动器振捣,选用B50振动器,振捣时振动棒插入深度为下一层混凝土10cm,移动间距为振动棒作用半径的1.5倍，振捣时间以混凝土不再下沉、冒泡，并轻度泛浆为宜。 1.2.6、养护混凝土浇筑完成后,底板与顶板面覆盖土工布或棉被等并洒水养护,直至达到规定强度后拆除侧模和内模模板。2、边跨现浇段托架法施工方案40+64+40米连续梁429边跨直线段9#块节段长度为7.75米,节段体积为87.136m3,节段重量约为226.554t；根据现场429#墩位于长河河道内的实际情况，采用墩身上安装平衡托架的方法进行直线段施工。具体40+64+40m连续梁429#墩现浇段托架平衡体系见图2图2 429#墩现浇段托架平衡体系图具体方法如下：第一步在桥墩混凝土浇筑前预埋48钢管，具体预留位置429#承台向上11.2米处横向从墩中心2.7米，斜支撑铰座处预埋 18根48钢管，上间距6米在墩帽处上平杆铰座预埋12根48钢管；第二步在墩身、墩帽预留孔内穿入32精轧螺纹钢，精轧螺纹钢两端套10mm厚橡胶板（增大与墩身、墩帽的竖向摩擦力），然后安装托架铰座，螺母拧紧后，加备用螺母（双螺帽）,开始预张拉。在对墩帽内预埋的12根32精轧螺纹钢进行预张拉，32精轧螺纹钢张拉控制应力为700Mpa，经摩擦力计算后，墩帽内精轧螺纹钢张拉力取40%的张拉控制应力，墩身内预埋的32精轧螺纹钢取30%的张拉控制应力。第三步托架各杆件安装，上平杆、上平杆横撑、斜支撑杆、斜支撑杆横支撑均采用工字钢与槽钢组合而成，托架安装完成以后两侧进行反力预压。9#段外模和底模采用大块定型钢模，内模采用木模。混凝土浇筑前底模、内模支撑必须牢固，决不能因内模支撑、托架不均匀变形而造成梁体开裂。梁体内各种管道、钢筋稠密，给捣固带来困难。振捣采用插入式震动器为主。砼由天窗经减速串筒至底板，腹板、端横隔板砼由天窗经串筒滑至腹板、横隔板的侧洞，进入腹板、横隔板，灌注过程中要有专门技术人员负责监督。2.1、429#直线段荷载分析计算2.1.1、桥横向荷载分段区域图如下：图3 桥横向荷载分段区域图（1）钢筋混凝土容重q砼26kN/ m3（2）模板荷载q2：q210kN/m （3）施工人员及机械荷载取q3=2.0kN/m2（施工中要严格控制其荷载量）。（4）混凝土振捣荷载q42.5kN/m22.1.2、纵梁受力检算： 图4 桥横向荷载分段区域图（1）断面腹板位置（图示部分1），最大分布荷载：混凝土自重q1（0.77726）/6.5=21.56kN/m 模板自重：q28 kN/m 施工人员及机械荷载q3=2.5 KN/m225 kN /m 混凝土振捣荷载q4=2.0 kN/m224 kN /m合计：q21.5685438.56kN/m 纵梁检算：由2根I40工字钢承担则每根I40承担荷载19.28 kN/m，纵梁自重取1 kN /m，故取每根纵梁21 kN /m。图5 纵梁受力简图图6纵梁弯矩图图7 纵梁剪力图MA=-0.42kN.m, MB=10.50 kN.mM跨中=62.71 kN.mA=56.53 kNB=76.49 kN （2）断面腹板位置（图示部分2），最大分布荷载：混凝土自重q1：（3.4726）/6.5=95.2 kN/m 模板自重：q215kN/m 施工人员及机械荷载q3=2.5 kN/m237.5 kN/m 混凝土振捣荷载q4=2.0 kN/m236 kN/m合计：q95.2157.56123.7 kN/m 纵梁检算：由4根I40工字钢承担则每根I40承担荷载30.925kN/m，纵梁自重取1 kN /m，故取每根纵梁32 kN /m。图8 纵梁受力简图MA=-0.64kN.m, MB=-16 kN.mM跨中=95.56 kN.mA=84.92 kNB=116.55 kN （3）断面底板位置（图示部分3），最大分布荷载混凝土自重q1（1.6726）/6.5=44.8kN/m 模板自重：q28 kN/m 施工人员及机械荷载q3=2.5 kN/m225kN/m混凝土振捣荷载q4=2.0 kN/m224 kN/m合计：q44.885461.8 kN/m2纵梁检算：由2根I40工字钢承担则每根I40承担荷载30.9kN/m，纵梁自重取1 kN /m，故取每根纵梁32kN /m。图9纵梁受力简图MA=-0.64kN.m, MB=-16 kN.mM跨中=95.56kN.mA=84.92 kNB=116.55 kN 三个截面中：Mmax=95.56kNm=M/W=95.56103/114010683.9Mpa160MpaA116.55kN B84.92kN=116.55103/94.1104=12.4 Mpa80Mpa故设计满足施工要求。2.1.3、横梁受力检算：横梁A，采用I56c工字钢，计算简图如下：图10 横梁计算简图MA=-236.28kN.m, MB=-236.28kN.mM跨中=151.65 kN.mA=461.72 kNB=461.72 kN 验算横梁B，采用I56c工字钢图11 横梁弯矩图图12 横梁剪力图MA=-317.88kN.m, MB=-317.88kN.mM跨中=214 kN.mA=629 kNB=629 kN Mmax=317.88kNm=M/W=317.88103/2551106125Mpa160Mpa Nmax629kN=629103/158104=40Mpa80Mpa故设计满足施工要求。2.1.3、 托架受力验算托架受A横梁和B横梁压力，受力简图如下： 图13 托架受力简图图14托架弯矩图图15托架剪力图图16 托架轴力图FG杆（上平杆）：轴力N =523.33 kN杆件截面积As=175.8 cm2=523.33103/175.8104=30Mpa80MpaHG杆（斜支撑杆）：轴力N=829.18 kN杆件截面积As=190 cm2=829.18103/190104=44Mpa80Mpa上铰接点精轧螺纹钢所受拉力N=523.33 kN，上铰接点为6根32精轧螺纹钢，受力F=523.33/6=87.5 kN320 kN。上铰接点精轧螺纹钢所受拉力N=510.6 kN，上铰接点为9根32精轧螺纹钢，受力F=510.6/9=56.8 kN462 kN（上平杆铰座处受力）铰接点安全2.1.5、墩身铰支座处混凝土验算上平杆铰支座板受力=上铰接点所受拉力-上铰接点精轧螺纹钢所受拉力，即 F=1350-523.33=826.67kN A=0.420.37=0.1554斜支撑杆铰支座板受力： F=1512+829.184.88/7.92=2023 kNA=0.420.37=0.1554=F/A=13.02 Mpa429#墩身采用C40砼混凝土，抗压强度标准值26.8 Mpa。所以：13.02 Mpa26.8 Mpa支座处混凝土安全。2.1.6、托架长细比验算：=/i取斜支撑最大自由杆3.5米节段部分进行验算；i值选取根据斜支撑组合杆件杆件232b+225b最小为12.1cm=3.5/0.121=2940100所以杆件稳定性满足要求。2.2、429#直线段施工工艺流程图详见下一页图17 429#直线段施工工艺流程图2.3、429#墩现浇段托架平衡体系预压托架安装完成以后要认真检查每个节点有连接螺母是否紧固到位，检查完成以后，两侧平衡托架上平杆前端与承台上预留的精轧螺纹钢用连结器连接，利用8根精扎螺纹钢锚在上平杆前端横支撑，与铰点处，用YDC250千斤顶对托架进行预压消除非弹性变形量和获取支架弹性变形量，为直线段底模设置预抬值提供依据，检验托架的稳定性、安全性是否满足施工要求。预压荷载需大于9#块梁体自重（包括施工荷载）的1.2倍，预压稳定时间不能小于24小时，经计算64连续梁直线托架预压单侧预压重量为不小于65吨，预压范围为0#块9米范围内托架。预压方法：采用在429#墩承台预埋25精轧螺纹钢8根，32精轧螺纹钢2根，每根截为长4.5米，预埋尺寸见附图。精轧螺纹钢预埋深度1.5米，端头预埋10cm*10cm*1cm垫板，垫板放置于承台底筋下方，并以高强螺母固定。承台预埋精轧螺纹钢见图18 精轧螺纹钢与托架连接，采用电动油泵，加压对托架进行反力预压，8根拉杆同时缓慢进行张拉，特别注意两侧对称均匀张拉。逐步达到预压总荷载。加载卸载顺序：按荷载总重的025%50%100%50%25%0进行加载及卸载，并测得各级荷载下的测点的变形值。加载与卸载时必须对称同时进行。预压时间最短应不小于24时，同时根据观测沉降量的大小，则适当延长调整预压时间与观测时间。预压9#段时，在距墩中心线，主次横梁左右侧布6个点进行观测，观测次数一般为加载前、加载完毕、中间每2小时测量并记录数据一次（卸载必须在托架不再产生变形后进行）。施工时按时、准确、认真地测量数据，最后综合分析这些数据，删除不合理的值，为施工预拱度提供准确可靠的数据。观测时仪器、水准点应固定，减少系统误差；对观测点统一编号登记，观测高程作好记录。加载完成后每2小时观测一次，连续两次观测累计沉降量不超过1mm，即为趋于稳定，改为每6小时观测一次，沉降稳定24小时后，经监理工程师同意，即可进行卸载。 预压过程中进行精确的测量，可测出梁段荷载作用下支架将产生的弹性变形值及托架下沉值，将此弹性变形值与施工控制中提出的其它因素需要设置的预拱度叠加，算出施工时应当采用的预拱度，按算出的预拱度调整底模标高。加载预压过程除托架主构件进行监控处，还要对其外观进行检查，观察托架各节点焊接有无脱焊、连接螺母有无松动等异常情况。2.4、边跨现浇段施工工序流程同426#墩边跨直线段螺旋管支架施工。2.5、托架配重施工429#直线段托架法施工混凝土浇筑时，需在托架的另一端加载配重，重量同9#块混凝土自重1.2倍约136吨，配重可采用堆载重物或千斤顶反力预压。配重加载时可根据混凝土浇筑量的多少逐级加载，最大不平衡重不能超过20吨。四、质量保证措施1、从管理上保证（1）、建立完善的质量保证体系，强化施工队伍质量责任制，施工管理人员建立质量目标，实行定期检查考核，实行全面质量管理。（2）、建立QC小组。加强对工程质量进行全过程全方位的检查、监督和控制。（3）、积极开展质量创优活动，创优质工程。（4）、实行工程质量与经济效益和分配挂钩，执行“质量一票否决权”，作到奖优罚劣，奖罚分明，对出现的质量问题按“三不放过”的原则严肃处理。2、技术上保证（1）、认真复核设计图纸，准确进行施工放样，进行详细的技术、质量交底工作，杜绝事故发生。（2）、配有经验丰富、责任心强的质检工程师，在检查中实行自检和互检，严格执行工序检验申请、验收、签证制度，只有在监理工程师对上道工序检查验收签证后，才允许进行下道工序的施工。（3）、预应力钢筋安装、砼的浇筑、钢筋的绑扎、模板的安装、校正严格执行技术规范要求